CN102097599A - 有机发光二极管装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机发光二极管装置，包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；和介于第一电极和第二电极之间的发光层，其中第一电极包括由以下化学通式1表示的镱(Yb)合金：Yb-M (1)，且在化学通式1中，M为包括银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)和钨(W)中至少一种的金属。

Description

有机发光二极管装置

技术领域

本发明的实施方式涉及有机发光二极管装置。

背景技术

响应于轻质且薄的监视器或电视的需求，阴极射线管(CRT)已经被液晶显示器(LCD)取代。

但是，液晶显示器(LCD)是需要单独背光的非发光元件，而且在响应速度、视角等方面有限制。

最近，作为克服这些限制的显示装置，有机发光二极管装置(OLED装置)已引起关注。

有机发光二极管装置包括两个电极和介于其间的发光层。从一个电极注入的电子与从另一个电极注入的空穴在发光层中结合，产生激子，激子通过发光释放能量。

发光层发出的光可穿过两个电极中的至少一个传播。所以，发光层发出的光可能会损失，即被电极吸收。

发明内容

各实施方式涉及一种代表了相对于相关现有技术的改进的有机发光二极管装置。

一个实施方式的特征在于提供了一种包括具有低电阻和高透射率的电极的有机发光二极管装置。

一个实施方式的另一个特征是提供一种包括具有改善的透光率的电极的OLED装置，从而提供具有优异光效率的OLED装置。

至少一个上述和其他特征和优势可以通过提供一种有机发光二极管装置实现，所述有机发光二极管装置包括：第一电极；面对第一电极的第二电极；和介于第一电极和第二电极之间的发光层，其中第一电极包括第一层，所述第一层包括由以下化学通式1表示的镱(Yb)合金：

Yb-M    (1)，而且

在化学通式1中，M为包括银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)和钨(W)中至少一种的金属。

所述镱合金可以约20∶1至约1∶20的Yb∶M比例包括Yb和M。

所述镱合金可以约5∶1至约1∶6的Yb∶M比例包括Yb和M。

所述镱合金可以约1∶1的Yb∶M比例包括Yb和M。

在可见光区域内，第一电极可具有约40％或更高的透光率。

在可见光区域内，第一电极可具有约40％至约95％的透光率。

第一电极在约

至约

的厚度下可具有约500Ω/cm²或更低的薄层电阻。

第一电极在约

至约

的厚度下可具有约1Ω/cm²至约500Ω/cm²的薄层电阻。

第一电极可具有约

至约

的厚度。

所述镱合金可包括镱-银合金(YbAg)。

第一电极可进一步包括：第二层，包括银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)、钨(W)及其合金中的至少一种。

第一层可具有约

至约

的厚度，第二层可具有约

至约

的厚度。

第一层可包括镱-银合金(YbAg)，第二层可包括银(Ag)或银合金。

第二电极可包括透明导电层。

第二电极可包括反射层，且发光层可设置为发白光。

第二电极可进一步包括透明导电层。

附图说明

通过参考附图详细说明示例性实施方式，上述和其他特征和优点对本领域普通技术人员来说会更加明显，其中：

图1为根据一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图；

图2为根据另一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图；

图3为根据又一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图；

图4为说明根据实施例1-1至1-9和对比例1和2的有机发光元件的薄层电阻的柱状图；

图5为说明根据实施例2-1至2-4和对比例3的有机发光元件的薄层电阻的柱状图；

图6A至6C分别说明了根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的透光率；

图7A至7C分别说明了根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的反射率；和

图8A至8C分别说明了根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的吸光率。

具体实施方式

下面参考附图更加完整地描述示例性实施方式；但是，这些实施方式可以不同的形式实施，而不应解释为限制本文中列出的实施方式。并且，提供这些实施方式是为了使本公开完整和完全，并向本领域技术人员完整传达本发明的范围。

在附图中，为了说明的清楚性，夸大了层和区域的尺寸。应理解的是，当提及层或元件在另一个层或基板“上”时，其可直接在另一个层或基板上，或者也可存在中间层。并且，还应理解的是，当提及一个层在两个层“之间”时，其可以是这两个层之间唯一的层，或者还可存在一个或多个中间层。全文中相似的附图标记指代相似元件。

下面将参考附图来更充分地说明本发明，其中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员所知，所描述的这些实施方式可以以均未背离本发明的精神和范围的多种不同方式修改。

参见图1，详细说明了根据一个实施方式的有机发光二极管装置。

图1为根据一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图。

参见图1，根据该实施方式的有机发光二极管装置可包括基板110、布置在基板110上的下电极191、面对下电极191的上电极270和介于下电极191和上电极270之间的发光元件370。

基板110可包括例如玻璃基板、硅片、聚合物膜等。

下电极191和上电极270之一可为阴极，另一个可为阳极。

下电极191和上电极270中的至少一个可以是透明电极。当下电极191是透明电极时，该OLED装置可以是透过基板110发光的底发光结构。当上电极270是透明电极时，该OLED装置可以是向基板110的相对侧，即远离基板110的方向发光的顶发光结构。当下电极191和上电极270都是透明电极时，光既可以向基板110传播，又向其相对侧，即远离基板110的方向传播。

透明电极可由镱(Yb)合金制备。

镱(Yb)合金可以用以下化学通式1表示。

Yb-M    (1)

在化学通式1中，M可为包括例如银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)、钨(W)、其合金和/或其组合的金属。

由于镱(Yb)具有相对较低的功函，例如约2.6eV，所以它可容易地注入电子到发光层中。并且，由于镱在可见光区域具有低折射率和吸光率，所以透光率会较高。而且，当镱(Yb)形成为薄构造时，可具有体积特性(bulk characteristic)。所以，可形成包括镱的稳定薄膜。

因为银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)和钨(W)为低电阻金属，所以，可通过形成此金属与镱(Yb)的合金来降低电极的电阻。

当包括镱(Yb)和低电阻金属的镱合金用于形成透明电极时，该透明电极可通过即使形成为薄构造也可保持低折射率和吸光率而具有低电阻特性和高透光率。

在可见光区域内，包括镱合金的透明电极可具有约40％或更高的透光率。在一个实施方式中，包括镱合金的透明电极可具有约40％至约95％的透光率。

并且，当具有高透光率时，基于约

至约

的厚度，镱合金也可具有例如约500Ω/cm²或更低的低薄层电阻。在一个实施方式中，在上述厚度范围内，镱合金的薄层电阻可以是例如约1Ω/cm²至约500Ω/cm²。

镱合金可以约20∶1至约1∶20的镱与金属的比例组成。在一个实施方式中，镱合金可以约5∶1至约1∶6的镱与金属的比例组成。在另一种实施中，镱合金可以约1∶1的镱与金属的比例组成。

由镱合金形成的透明电极可具有约

至约

的厚度。保持透明电极的厚度在约

至约

有助于保证透光率和低电阻特性令人满意。

当下电极191和上电极270都是透明电极时，其中一个电极可以是由上述镱合金形成的电极，另一个可以是由透明导电氧化物形成的电极。透明导电氧化物可包括例如氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO)。

当下电极191和上电极270中仅仅一个是透明电极时，该透明电极可以由上述镱合金形成，另一个电极可以是不透明的导电层。该不透明的导电层可由例如铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)和/或其组合形成。

发光元件370可具有多层结构，包括例如发光层和改善发光层的发光效率的辅助层。

发光层可由例如有机材料、或有机材料与无机材料的混合物形成。发光层可固有地发出呈现诸如红、绿和蓝三原色之一颜色的光。在一个实施方式中，发光层可包括例如聚芴衍生物、(聚)对亚苯基亚乙烯基衍生物((poly)paraphenylenevinylene derivative)、聚亚苯基衍生物、聚乙烯基咔唑、聚噻吩衍生物和/或掺杂了例如二萘嵌苯类染料、香豆素类染料、罗丹明类染料、红荧烯、二萘嵌苯、9，10-二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红、香豆素、喹吖啶酮等的聚合物材料。有机发光二极管显示器可通过空间上叠加发光层发出的原色光来显示所需图像。

辅助层可包括例如电子传输层和空穴传输层以平衡电子和空穴，以及电子注入层和空穴注入层以增强电子和空穴的注入。在一个实施方式中，辅助层可包括选自上述层中的一层或两层或更多层。

下面，将参考图2描述根据另一个实施方式制备的有机发光二极管装置。与前文中的实施方式重叠的部分将不再赘述。

图2为根据另一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图。

参见图2，根据该实施方式的有机发光二极管装置可包括基板110、布置在基板110上的下电极191、面对下电极191而且包括下层270a和上层270b的上电极270，和介于下电极191和上电极270之间的发光元件370。

与前文实施方式不同的是，本实施方式的上电极270可具有包括下层270a和上层270b的多层结构。

下层270a可由镱(Yb)合金制备。

镱(Yb)合金可以用以下化学通式1表示：

Yb-M    (1)

在化学通式1中，M可为包括例如银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)、钨(W)、其合金和/或其组合的金属。

即使形成为薄构造，镱合金也可保持低折射率和低吸光率，从而可在提高透光率的同时具有低电阻性能。

上层270b可包括，例如，银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)、钨(W)、其合金和/或其组合。由于这些金属为具有例如约15μΩcm或更低的电阻率的低电阻金属，所以可降低电极的电阻。

下层270a可具有约

至约

的厚度，上层270b可具有约

至约

的厚度。

通过同时包括由镱合金形成的下层270a和由低电阻金属形成的上层270b，上电极270的电阻可由于低电阻金属的存在而降低，同时由于镱合金的存在而保证高透光率。

虽然在本实施方式中透明电极被描述为上电极270，但是本发明不限于此，下电极191也可为透明电极。在此情况下，下电极191可由多层形成，上述多层包括由镱合金形成的层和由低电阻金属形成的层。

而且，当上电极270和下电极191都是透明电极时，上电极270和下电极191之一可由多层形成，包括由镱合金形成的层和由低电阻金属形成的层。另一个电极可由透明导电材料形成，例如透明导电氧化物。

下面，将参考图3描述根据又一个实施方式制备的有机发光二极管装置。与前文中的实施方式重叠的部分将不再赘述。

图3为根据又一个实施方式的有机发光二极管装置的截面图。

参见图3，根据该实施方式的有机发光二极管装置可包括基板110、布置在基板110上而且包括反射层191a和透明导电层191b的下电极191、面对下电极191的上电极270，和介于下电极191和上电极270之间的发光元件370。

与前述实施方式不同的是，根据本实施方式的有机发光二极管装置可包括：由多层形成的下电极191，该多层包括例如反射层191a和透明导电层191b；和上述镱合金形成的上电极270。

该反射层191a可由不透明金属形成，例如铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)和/或其组合。透明导电层191b可由透明导电材料形成，例如氧化铟锡和/或氧化铟锌。

反射层191a可与镱合金上电极270一起引起微腔效应。微腔效应是指光在隔开预定距离的反射层和透明层(或透反射层)之间重复反射，从而增强特定波长的光的效应。

包括反射层191a的下电极191可形成大大改良发光层所发出光的发光特性的微腔结构。因此，与该微腔的共振波长相对应的波长的光的发射可通过上电极270被增强；而其他波长的光则被抑制。特定波长光的增强和光发射的抑制可基于下电极191和上电极270之间的距离来确定。下电极191和上电极270之间的距离可以通过调节发光元件370的厚度来控制，因此，可增强或抑制特定波长的光。然而，本发明不限于此；下电极191和上电极270之间的距离可用其他适宜方法控制。

发光元件370的发光层可发射白光。白光可通过结合红、绿和蓝发光层来发射。

以下实施例更详细地阐释了本发明。但是这些实施例不应以任何含义解释为限制本发明的范围。

有机发光元件的制备

实施例1-1

将ITO层压在玻璃基板上，随后图案化形成底电极。然后，沉积三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)为电子传输层。在其上共沉积掺杂有1wt％香豆素6的Alq3作为发光层。沉积N，N-二萘-1-基-N，N-二苯基-联苯胺(NPB)作为空穴注入层和空穴传输层。然后，通过热蒸发以5∶1比例形成镱(Yb)-银(Ag)合金至

厚度，以形成顶电极。

实施例1-2

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以3∶1比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-3

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以2∶1比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-4

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶1比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-5

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶1.5比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-6

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶2比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-7

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶3比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-8

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶4比例形成，而不是5∶1比例。

实施例1-9

按照实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶6比例形成，而不是5∶1比例。

实施例2-1

将ITO层压在玻璃基板上，然后图案化形成底电极。然后，沉积三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)为电子传输层。在其上共沉积掺杂有1wt％香豆素6的Alq3作为发光层。沉积N，N-二萘-1-基-N，N-二苯基-联苯胺(NPB)作为空穴注入层和空穴传输层。然后，通过热蒸发以5∶1比例形成镱(Yb)-银(Ag)合金至

厚度，并沉积银(Ag)至厚度，以形成顶电极。

实施例2-2

按照实施例2-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以3∶1比例形成，而不是5∶1比例。

实施例2-3

按照实施例2-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以2∶1比例形成，而不是5∶1比例。

实施例2-4

按照实施例2-1相同的方法制备有机发光元件，只是镱(Yb)-银(Ag)合金以1∶1比例形成，而不是5∶1比例。

对比例1

按照与实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是沉积纯镱至厚度，来代替镱(Yb)-银(Ag)合金。

对比例2

按照与实施例1-1相同的方法制备有机发光元件，只是沉积纯铝至

厚度，来代替镱(Yb)-银(Ag)合金。

对比例3

按照与实施例2-1相同的方法制备有机发光元件，只是将纯镱(Yb)沉积至40厚度，和纯铝(Al)沉积至

厚度，来代替依次沉积镱(Yb)-银(Ag)合金和银(Ag)。

评价-1

评价按照实施例1-1至1-9和对比例1和2制备的有机发光元件的顶电极的电阻性能。在本文中，基于4点探针法测量薄层电阻。

这将通过参考图4和表1来描述。

图4为说明根据实施例1-1至1-9和对比例1和2的有机发光元件的顶电极的薄层电阻的柱状图，需要注意的是后面的与对比例2有关的内容。

表1

编号	薄层电阻(Ω/cm2)
		实施例1-1	270
实施例1-2	171
		实施例1-3	171
实施例1-4	73
		实施例1-5	68
实施例1-6	42
		实施例1-7	38
实施例1-8	20
		实施例1-9	17
对比例1	1400
		对比例2	不能测得

参见表1和图4，与仅仅包括镱而不包括与其合金的银的顶电极相比，当顶电极包括镱(Yb)-银(Ag)合金时，薄层电阻显著降低。而且，当仅仅包括纯铝而不包括与其合金的镱的顶电极形成为薄至约

厚度时，电阻无限升高，以至于不能测得其薄层电阻。

评价-2

评价按照实施例2-1至2-4和对比例3制备的有机发光元件的顶电极的薄层电阻。根据上述相同的方法测量薄层电阻。

参考图5和表2说明测得的电阻。

图5为说明根据实施例2-1至2-4和对比例3的有机发光元件顶电极的薄层电阻的柱状图。

表2

编号	薄层电阻(Ω/cm2)
		实施例2-1	28.3
实施例2-2	24.7
		实施例2-3	23.5
实施例2-4	26
		对比例3	34

参见表2和图5，与顶电极包括镱层(Yb)/铝(A1)层堆叠结构的情况相比，当顶电极包括镱(Yb)-银(Ag)合金和银(Ag)时，薄层电阻降低。

评价-3

测量根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3制备的有机发光元件的顶电极的透光率、反射率和吸光率。

这将参考图6A至8C来说明。

图6A至6C分别列出了说明根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的顶电极的透光率的图。图7A至7C分别列出了说明根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的顶电极的反射率的图。图8A至8C分别列出了说明根据实施例1-4、实施例2-1和对比例3的有机发光元件的顶电极的吸光率的图。

参见图6A至6C，根据实施例1-4(图6A)和实施例2-1(图6B)制备的有机发光元件的顶电极在可见光区域内呈现高于约70％的透光率。根据对比例3(图6C)制备的有机发光元件的顶电极在可见光区域内呈现仅仅约50％至60％的相对较低的透光率。具体而言，在根据实施例1-4制备的有机发光元件的顶电极，即包括以1∶1比例沉积的镱(Yb)和银(Ag)的顶电极中，透光率最高。

参见图7A至7C，根据实施例1-4(图7A)和实施例2-1(图7B)制备的有机发光元件的顶电极在可见光区域内呈现低至约10％的反射率，特别是在长波长区域。根据对比例3制备的有机发光元件的顶电极(图7C)在长波长区域中呈现约15至约20％的相对较高的反射率。电极的低反射率有助于保证通过降低电极表面反射的光量来提高效率。

参见图8A至8C，根据实施例1-4(图8A)和实施例2-1(图8B)制备的有机发光元件的顶电极呈现低吸光率，而根据对比例3(图8C)制备的有机发光元件的顶电极呈现较高的的吸光率。电极的低吸光率有助于保证通过降低电极吸收的光量来提高效率。

因为与对比例的有机发光元件相比，根据实施方式制备的有机发光元件的反射率和吸光率低，而透光率高，所以具有改善的效率。

在本文中已经公开了示例性实施方式，虽然其中使用了具体术语，这些术语仅以一般说明的意义使用，而不是为了限制的目的。所以，本领域普通技术人员应理解，可进行多种形式和细节的变更而不背离所附权利要求书所述的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种有机发光二极管装置，包括：

第一电极；

面对第一电极的第二电极；和

介于第一电极和第二电极之间的发光层，

其中第一电极包括第一层，所述第一层包括由以下化学通式1表示的镱(Yb)合金：

Yb-M    (1)，且

在化学通式1中，M为包括银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)和钨(W)中至少一种的金属。

2.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中所述镱合金以20∶1至1∶20的Yb∶M比例包括Yb和M。

3.如权利要求2所述的有机发光二极管装置，其中所述镱合金以5∶1至1∶6的Yb∶M比例包括Yb和M。

4.如权利要求3所述的有机发光二极管装置，其中所述镱合金以1∶1的Yb∶M比例包括Yb和M。

5.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中，在可见光区域内，第一电极具有40％或更高的透光率。

6.如权利要求5所述的有机发光二极管装置，其中，在可见光区域内，第一电极具有40％至95％的透光率。

7.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中第一电极在

至

的厚度下具有500Ω/cm²或更低的薄层电阻。

8.如权利要求7所述的有机发光二极管装置，其第一电极在

至

的厚度下具有1Ω/cm²至500Ω/cm²的薄层电阻。

9.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其第一电极具有

至

的厚度。

10.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中所述镱合金包括镱-银合金(YbAg)。

11.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中第一电极进一步包括：

第二层，包括银(Ag)、钙(Ca)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)、钌(Ru)、铟(In)、钨(W)和其合金中的至少一种。

12.如权利要求11所述的有机发光二极管装置，其中第一层具有至

的厚度，第二层具有

至

的厚度。

13.如权利要求11所述的有机发光二极管装置，其中第一层包括镱-银合金(YbAg)，第二层包括银(Ag)或银合金。

14.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中第二电极包括透明导电层。

15.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其中第二电极包括反射层，且发光层设置为发白光。

16.如权利要求15所述的有机发光二极管装置，其中第二电极进一步包括透明导电层。

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